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摘 要：转向节机构不对称，导致机加工后内径尺寸椭圆变差大；通过退火处理，消除毛坯铸造应力，达到工件综合性能及尺寸要求。
# @; l: y' A" N. Y关键词：转向节内孔椭圆 解决
; E, M6 \- E0 f+ { O6 E- m4 F 1 问题描述8 ?7 ^7 `8 |2 W: c; V( P
转向节材料：QT450-10，表面喷丸强化处理。现加工工艺为：镗φ82-0.078mm内孔，再以内孔定位，套车外径。问题点：镗孔完成后，内孔尺寸合格，椭圆0.01mm，套车后测量内孔尺寸，椭圆0.03-0.045mm。为便于查找变差点和数据分析，在内孔的内外侧和垂直方向上分为4个部位，对称方向上的8点作为测量内径的测量点，分别为A、B、C、D。
# l* T L. B- l+ D$ e" ^- O1 [3 S 抽取5套（左右各5件），使用测量工具：内径千分表，精度：0.001。尺寸见表1。
" h/ A3 s, n0 k: S5 q; c 左件 3 V" k0 Z" |4 x6 {; I$ D) D
序号 A B C D 椭圆度
1 [( b/ i; k7 h; j 1 81.913 81.883 81.915 81.913 0.032
4 K0 ~: l- I: k7 e& o6 P# p 2 81.923 81.887 81.926 81.923 0.039
8 W& ~ h Q0 q 3 81.914 81.88 81.917 81.915 0.037% a6 p1 W- o0 ~/ @
4 81.914 81.883 81.914 81.905 0.0315 p h" [* W7 i* P9 \1 e% y( R
5 81.916 81.881 81.92 81.926 0.045( _# s* ^ r R, V7 z8 n
左件椭圆均值：0.0368
! Q. ^4 j9 o8 @ 右件$ f8 t+ ~8 _$ Q, v: h9 {
序号 A B C D 椭圆度
. q3 C" n; Q" F: e. f, ] 1 81.897 81.877 81.91 81.895 0.033: {7 v( h2 Y3 b3 g
2 81.914 81.885 81.916 81.912 0.031
9 z3 C9 U- K4 V* k 3 81.919 81.884 81.925 81.924 0.041: l Q, ~/ n$ c" [; ]
4 81.915 81.886 81.916 81.914 0.03
; q/ u+ p% k: T2 X$ ^2 @$ V8 { 5 81.921 81.885 81.927 81.917 0.0428 W4 u8 h6 l" }/ Q# d& K! @
右件椭圆均值0.0354
9 d) `1 x8 i7 S h" y 通过表1数据显示，尺寸主要变差点在B部位，且左右件变差部位一致。5 ^- G$ G M: n$ u& f( S
2 原因分析
/ }5 q' r( ], m8 C( ^ 2.1 化学成分及金相分析：检测工件化学成分：C：3.8%，Si：2.6%，Mn：0.28%，P：0.03%，S：0.03%，Mg：0.03%化学成分符合产品标准。金相分析：基体组织：铁素体，珠光体≤25%，符合产品要求。浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。
8 {4 U7 K9 ` Y6 V! T$ z8 t/ V' y 2.2 结构分析：铸造结构工艺性分析，Y—Y方向结构不对称；单边加工量4.5-5.5mm，加工量大。
) r$ K. l+ r8 K; Z) E8 ]. y 根据以上现状分析，由于铸件结构不对称，铸造过程中，各部分的冷却速度不同，在同一时期内铸件各部分的收缩不一致。但铸件各部分彼此相连，互相制约，不能自由收缩，因而产生热应力。经切削加工后，应力释放，是造成内孔椭圆变差的主要原因。为解决椭圆大的问题，通过热处理方式，对铸造毛坯进行退火处理，成功解决了这个问题。
( Y3 J- C& d2 b$ V6 T/ H 3 热处理工艺1 q9 d8 ^& G5 D! {) {
将工件随炉缓慢加热到Ac1以下的温度，约600±10℃，经4-6小时保温，随炉缓慢冷却至250-300℃出炉空冷。1 ~5 h. x& } C+ l. X% M9 ]
4 试验结果5 c4 E* `. h! n* l6 R u. ^. @8 I
4.1 对退火后的工件进行机加工：镗孔、套车外圆后，检测内孔尺寸，见表2。& \& p8 ?( N( g) m$ [+ v5 T$ |$ p
左件2 t& m4 P# ]& v& d- @- A' a
序号 A B C D 椭圆度
2 `+ p7 w) d1 i3 D 1 81.902 81.91 81.907 81.9 0.01
) F+ I! E# B; n$ T9 W; P9 \ 2 81.908 81.918 81.913 81.915 0.01: n. c2 @" Y) H0 \% y: P
3 81.908 81.918 81.91 81.921 0.013
1 v5 \% W; h% F1 p% O8 h 4 81.912 81.925 81.913 81.933 0.021" Z9 N; [" i( w8 B5 |7 J# I; Y
5 81.9 81.91 81.907 81.922 0.022 \& {( R7 U! Y0 y1 K7 P( X5 x) H6 Z( C [
6 81.892 81.9 81.9 81.922 0.03
7 K5 M2 d0 m: O" J* E' Q 7 81.9 81.9 81.903 81.917 0.0173 I& O; S$ E% J2 e0 {9 D' B
8 81.891 81.89 81.895 81.898 0.008+ E2 k" h# f1 K% }7 E
9 81.907 81.902 81.9 81.92 0.02: f/ ]2 d) T8 }
10 81.897 81.902 81.891 81.913 0.016
* G7 r, q5 B# {1 p+ q# L* a0 Z 右件 6 [3 Q/ O9 V: Y* i3 Y
序号 A B C D 椭圆度7 J: R( j" h7 c
1 81.908 81.908 81.905 81.925 0.02
* G( u: R8 L- k1 d 2 81.908 81.913 81.91 81.922 0.014
# o3 f/ ^- D( K) |* E; A( X 3 81.907 81.917 81.91 81.925 0.018% c5 U; P8 j) ?9 t! W* n, a" b) u* c
4 81.912 81.918 81.915 81.931 0.019
5 @2 s/ R4 b3 ]9 P, f 5 81.899 81.908 81.902 81.916 0.017
% g* Y. u& U- F2 y5 ] 6 81.89 81.9 81.892 81.912 0.013
4 h/ D8 e+ \" A. y/ D% P6 } 7 81.895 81.908 81.897 81.914 0.019
$ R% x7 g' s, O( g" G$ O 8 81.887 81.895 81.888 81.908 0.021, ]7 R5 y. Z4 q0 i
9 81.902 81.903 81.905 81.91 0.008* Y3 ^0 I5 W; G3 R4 H8 c7 n2 J
10 81.89 81.889 81.893 81.894 0.005* e; i) t# f7 h- S
右件椭圆均值：0.0154
% N d- d4 M; d* R# D 左件椭圆均值：0.0167数据表明，工件通过退火处理，椭圆明显减小。% Y% f# u/ S' ^5 _+ S3 ]
4.2 金相分析：对退火后的转向节进行金相分析，基体组织：铁素体，珠光体≤25%，符合产品要求。
7 ?) Y- S9 p2 `. U9 Z: I6 t 浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液。* \4 H# P/ z$ u& |
5 结论
0 O& Y; {0 W" B6 H 生产实践证明，球墨铸铁转向节经退火处理后再进行机械加工，有效的控制了工件的加工应力，椭圆明显减小，且基体组织合格，保证了产品品质。 |
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发表于 2010-11-12 23:51:41